Мощность – основные понятия

June 26, 2010 by admin Комментировать »

Согласно определению, мощность есть энергия (работа), выделяемая в еди­ницу времени. Единица мощности называется ватт (Вт). По определению, 1 ватт есть такая мощность, при которой за 1 секунду выделяется (или затра­чивается— смотря с какой стороны поглядеть) 1 джоуль энергии. Для электрической цепи ее очень просто подсчитать по закону Джоуля—Ленца: N (ватт) = и (вольт) / (ампер). Эту формулу очень просто вывести из опреде­лений тока и напряжения (см. главу 1). Действительно, размерность напряже­ния есть джоуль/кулон, а размерность тока — кулон/секунду. Если их пере­множить, то кулоны сокращаются и получаются джоули в секунду — что, согласно определению выше, и есть мощность. Если подставить в формулу для электрической мощности выражения связи между током и напряжением по закону Ома, то можно вывести еще два часто употребляющихся представ­ления закона Джоуля—^Ленца:clip_image002

Обратите внимание на одно важное следствие из этих формул: мощность в це­пи пропорциональна квадрату тока или напряжения. Это означает, что если повысить напряжение на некоем резисторе вдвое, то мощность, выделяющаяся

на нем, возрастет вчетверо. А вот от сопротивления мощность зависит линей­но: если вы при том же источнике питания уменьшите сопротивление вдвое, то мощность в нагрузке также возрастет только вдвое. Это именно так, хотя факт, что согласно закону Ома ток в цепи увеличится также вдвое, мог бы нас при­вести к ошибочному выводу, будто в этом случае выделяющаяся мощность возрастет вчетверо. Но если вы внимательно проанализируете формулировку закона Джоуля-Ленца, то поймете, где здесь зарыта собака: ведь в произведе­нии [//увеличивается только ток, а напряжение остается тем же самым.

В электрических цепях энергия выступает чаще всего в виде тепловой энер­гии, поэтому электрическая мощность в подавляющем большинстве случаев физически означает просто количество тепла, которое выделяется в цепи (ес­ли в ней нет электромоторов, или, скажем, источников света). Вот и ответ на вопрос, который мог бы задать пытливый читатель еще при чтении первой главы: куда расходуется энергия источника питания, гоняющего по цепи ток? Ответ: на нагревание сопротивлений нагрузки, включенных в сеть. И даже если нагрузка представляет собой, скажем, источник света (лампочку или светодиод), то большая часть энергии все равно уходит в тепло: к. п. д. лам­пы накаливания (то есть та часть энергии, которая превращается в свет), как известно, не превышает долей процента. У светодиодов эта величина значи­тельно выше, но и там огромная часть энергии уходит в тепло. Кстати, из всего этого следует, например, что ваш компьютер последней модели, кото­рый потребляет сотни ватт энергии, также всю эту энергию переводит в теп­ло— за исключением исчезающе малой ее части, которая расходуется на свечение экрана и вращение жесткого диска (впрочем, энергия вращения то­же в конце концов переходит в тепло). Такова цена информации!

Если мощность, выделяемая на нагрузке, превысит некоторую допустимую величину, то нагрузка просто сгорит. Поэтому различные типы нагрузок ха­рактеризуют предельно допустимой мощностью, которую они могут рассеять без необратимых последствий. Подробнее об этом для разных видов нагрузок мы поговорим в дальнейшем, а сейчас зададимся вопросом: что означает мощность в цепях переменного тока?

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты